本文介绍了一种建立外翻肠囊模型的实验方案,用于评估中药(TCM)与重组腺相关病毒(rAAV)在肠道吸收过程中的相互作用,为优化口服基因递送策略提供一种离体(ex vivo)研究平台。
方法文章
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本文介绍了一种建立外翻肠囊模型的实验方案,用于评估中药(TCM)与重组腺相关病毒(rAAV)在肠道吸收过程中的相互作用,为优化口服基因递送策略提供一种离体(ex vivo)研究平台。
口服重组腺相关病毒(rAAV)递送具有重要的治疗潜力,但受限于肠道吸收效率低下。传统中药(TCM)在口服制剂中广泛应用,是潜在吸收促进剂的重要来源。然而,其对rAAV摄取与转导的影响仍 largely 未被探索。外翻肠囊模型可提供一种定量方法 离体 用于研究这些相互作用的平台。本文介绍了一种利用外翻肠囊模型的详细方案,可在受控实验条件下定量评估腺相关病毒(rAAV)穿越肠上皮的转运及其在肠组织内的基因转导。关键步骤包括从小鼠等实验动物获取小肠节段,将肠段外翻形成肠囊,并向每个肠囊内填充含氧缓冲液。将外翻肠囊浸入含有rAAV颗粒的含氧缓冲液中,在37 °C下孵育,以实现肠腔暴露和载体转运。终点分析包括取样肠囊内部(浆膜侧)液体,检测穿过上皮的rAAV颗粒,并分析肠囊组织中的外源基因表达,以评估转导效率。通过检测多个肠段区域,该方案可揭示不同肠段在rAAV摄取方面的差异。此外,在孵育过程中加入经典中药复方葛根芩连汤(GZNG),可评估其对载体摄取和转导的影响。外翻肠囊法为筛选rAAV血清型、递送增强剂以及rAAV载体与中药成分之间的相互作用提供了有价值的平台。其操作简便且可平行化的特点,也适用于临床前研究中的高通量筛选。
重组腺相关病毒(rAAV)是一种具有前景的全身性基因治疗载体平台,目前主要探索三种递送途径:静脉注射1,腹腔注射2,以及口服给药3尽管静脉和腹腔注射途径已被广泛研究,但作为非侵入性给药方式的口服给药仍相对缺乏探索。口服重组腺相关病毒(rAAV)递送的可行性最早由Xin等人证实。4,报道了口服rAAV2后成功转导肠道黏膜并诱导产生抗HIV免疫反应。类似地,Hara等3,5,证明了口服rAAV/Aβ可转导胃肠道黏膜并减少脑内淀粉样蛋白沉积,而Steel等人6 发现口服疫苗在生存率和抗肿瘤免疫方面优于肌肉注射。同一项研究报道,rAAV6 比 rAAV5 具有更强的肠道趋向性。除疫苗应用外,该载体在其他疾病模型中也已展现出治疗潜力。Ma 等人7 和郝等人8 黄等人证明,口服rAAV分别在胃肠道转导后导致肝脏的肿瘤抑制和胃的抗纤维化治疗。9 鉴定出经改造的血清型Rec2在口服给药后可选择性转导棕色脂肪组织,而静脉给药则主要表现出对肝脏的趋向性10尽管这些开创性发现具有重要意义,但关于口服重组腺相关病毒(rAAV)递送的研究仍然有限,部分原因在于缺乏 体外 大规模评估的筛选系统
由 Wilson 和 Wiseman 于 1954 年建立的外翻肠囊模型11,至今仍是一种研究肠道药物吸收机制的重要体外平台。与其他吸收模拟装置不同,该系统独特地涵盖了除简单被动扩散之外的多种生理过程12。这一特性使其在研究中药13时尤为有利。利用该系统,已有文献报道中药成分常在胃肠道不同节段表现出区段依赖性的肠道吸收模式。例如,一项研究表明,五味清浊散中的多种生物碱在不同肠段选择性吸收,其中空肠和回肠的摄取活性最高14。此外,中药成分的联合给药可调节肠道吸收。Liao 等人15报道,与白芷提取物合用可显著增强葛根素的肠道吸收,凸显了中药成分相互作用对节段性吸收的影响。因此,外翻肠囊模型是阐明中药制剂及其他药物复杂吸收行为与协同作用机制的理想工具。
选择合适的模型用于rAAV吸收研究需要全面权衡生理准确性、技术复杂性和通量之间的利弊。下表总结了用于研究肠道吸收的主要实验模型。
本研究提供了概念验证,证明外翻肠囊模型可用于研究重组腺相关病毒(rAAV)载体的肠道吸收。该方法为中药复方(TCM)共给药如何影响rAAV载体的肠道吸收提供了有价值的见解,强调了在生理相关条件下进一步表征其机制相互作用的必要性。通过该方法优化中药增强的口服递送策略,可能促进非侵入性rAAV治疗药物的开发,从而提高患者的依从性和治疗可及性。
研究人员应根据以下标准评估外翻肠囊模型,以确保其符合实验目标。该模型的适用范围包括血清型的快速筛选、佐剂/增强剂的评价以及区域动力学研究,而不适用的情况和局限性则包括长期表达研究(>48 h)和系统药理学研究。
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所有动物实验均严格遵循海军军医大学动物伦理委员会批准的指南(批准号 CHEC (A.E)-2025011)。
1. 配制台氏液和病毒溶液
2. 动物准备与肠道组织采集
3. 离体 外翻肠囊制备
4. AAV 转导与孵育
5. 取样、终点处理与分析
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本方案用于评估 AAV9 介导的基因递送在小肠不同节段的效率,以及 GZNG 处理对增强基因转移和表达的影响。观察到若干关键结果,既证明了该方案的成功应用,也揭示了在特定条件下可能出现的一些变异性。
通过组织学(H&E染色)和荧光(EGFP)分析对小肠(十二指肠、空肠、回肠和结肠)中AAV9介导的EGFP表达进行评估,结果显示所有检测组织均实现了成功转导(图1)。明场图像(图1A–D)表明这些组织结构完整,呈现正常的组织学结构。相应的荧光图像(图1E–H)显示所有区域均有清晰的EGFP表达,绿色荧光表明病毒递送和转导效果良好。这些结果表明AAV9载体在小肠组织转导中具有有效性。值得注意的是,rAAV介导的外源基因主要在肠腔内衬的肠上皮细胞中表达。该定位特征与AAV在肠道递送中的已知嗜性一致:早期一项口服AAV研究表明,外源基因可在...
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在本研究中,一种新型 体外 建立了一种通过改进经典外翻肠囊模型来评估肠道重组腺相关病毒(rAAV)吸收的方法。该方法可在受控条件下实现对小肠不同节段腺相关病毒(AAV)转导效率的特异性分析,并可用于评估中药复方(TCM)与rAAV之间的协同作用。本文讨论了该方法的关键步骤、常见问题及解决方案、方法改良、局限性,及其在基因治疗与药物递送领域的广泛应用前景。
关键实验步骤
在利用外翻肠囊模型进行重组腺相关病毒(rAAV)转导研究时,需特别关注若干对实验成功至关重要的技术环节。组织的选择与制备至关重要。应一致地获取肠段(例如,根据解剖标志确定长度的十二指肠、空肠、回肠或结肠),以确保结果的可重复性24。外翻操作本身是一个需要精细技术的关键步骤。使用润滑的玻璃棒或类似工具,将离体肠段小心地翻转至内侧朝外25。在此操作过程中,必须避免组织发生扭转或过度拉伸,因为粗暴操作可能导致显微撕裂或明显的黏膜破裂。同样重要的是在受控条件下的病毒感...
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作者声明无利益冲突。
作者谨向所有在本研究过程中提供宝贵讨论和技术支持的同事与合作者表示感谢。我们同时也感谢机构提供的支持,使本项工作得以顺利开展。本研究由国家自然科学基金资助(项目编号 #82474349,资助对象:CL)。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| DMEM | WISENT | 319-005-CL | 液体,含 4.5 g/L D-葡萄糖、L-谷氨酰胺、酚红和丙酮酸钠 |
| EGFP CDS 区域 qPCR 引物 | TSINGKE | F: 5‘-ACTTCTTCAAGTCCGCCATG-3’;R: 5‘-TGTCGGCCATGATATAGACG-3’ | |
| 胎牛血清 | WISENT | 086-550 | 优质,适用于原代细胞培养 |
| 青霉素-链霉素(P/S) | WISENT | 450-201-EL | 该溶液含有 10,000 单位/mL 青霉素和 10,000 µg/mL 链霉素。 |
| PrimeScript RT Master Mix(Perfect Real Time) | TaKaRa | RR036A | |
| TaKaRa MiniBEST Universal RNA 提取试剂盒 | TaKaRa | 9767 | |
| TSINGKE TSE401 ArtiCanCEO SYBR qPCR Mix | TSINGKE | TSE401 | 本产品适用于采用 SYBR Green 染料法的荧光定量实验,兼容多种实时荧光定量 PCR 仪器。 |
| TSINGKE TSP202-200 Trelief Hi-Pure 动物基因组 DNA 提取试剂盒 | TSINGKE | TSP202-200 | |
| Tyrode's 溶液 | 源叶 | R20268-500ml | 主要成分为氯化钠、氯化钾、氯化镁、磷酸盐、氯化钙、葡萄糖和 HEPES。 |
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